流體力學龍?zhí)煊鍤怏w射流

流體力學龍?zhí)煊鍤怏w射流第1頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)無限空間淹沒紊流射流的特征出流到無限大空間中，流動不受固體邊壁的限制，為無限空間射流，又稱自由射流。射流的流動特性及結構圖：第2頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月紊流系數(shù)及幾何特征紊流系數(shù)是表征射流流動結構的特征系數(shù)。它與出口斷面上紊流強度有關，紊流強度越大。各種不同形狀噴嘴的紊流系數(shù)和擴散角的實測值列于表6-1。第3頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月運動特征特留彼爾在軸對稱射流主體段的實驗結果，以及阿勃拉莫維奇在起始段內(nèi)的測定結果，見圖6-2（a）及圖6-3（a）：第4頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月從兩圖中可見，無論主體段或起始段內(nèi)，軸心速度最大,從軸心向邊界層邊緣，速度逐漸減小至零。隨著x的增大，速度分布曲線不斷地扁平化。通過用無因次量處理上述兩圖可得圖6-2（b）、圖6-3（b）的曲線。可看出各截面上速度分布的相似性。第5頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月動力特征取圖6-5中1-1、2-2所截的一段射流脫離體，分析其上受力情況，可知各橫截面上軸向動量相等——動量守恒，這就是射流的動力學特征。所列動量守恒式：第6頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)圓斷面射流的運動分析一、軸心速度vm說明了無因次軸心速度與無因次距離成反比。二、斷面流量QV三、斷面平均流速v1第7頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月五、起始段核心長度sn及核心收縮角六、起始段流量QV四、質(zhì)量平均流速v2第8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月八、起始段質(zhì)量平均流速v2七、起始段斷面平均流速v1第9頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月氣體從狹長縫隙中外射運動時，射流在條縫長度方向幾乎無擴散運動，只能在垂直條縫長度的各個平面上擴散運動。這種流動稱為平面射流。從表6-3中可看出，各無因次參數(shù)對平面射流來說，都與無因次距離有關。和圓斷面射流相比，流量沿程的增加、流速沿程的衰減都要慢些。第10頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月試驗得出，截面上溫差分布，濃度差分布與速度分布關系如下：圖6-6（b）為上述式子的反映。一、軸心溫差二、質(zhì)量平均溫差第13頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月三、起始段質(zhì)量平均溫差對于濃差射流其規(guī)律與溫差射流相同。所以溫差射流公式完全適用與濃差射流。見表6-4。第15頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月四、射流彎曲溫差射流或濃差射流由于密度與周圍密度不同，所受的重力與浮力不相平衡，使整個射流將發(fā)生向下或向上彎曲。通過推導可得出無因次軌跡方程為對于平面射流，有式中，式中，為阿基米德準數(shù)，于是上式變?yōu)榈?8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月[例6-3]工作地點質(zhì)量平均風速要求3m/s，工作面直徑D=2.5m送風溫度為15℃，車間空氣溫度30℃，要求工作地點的質(zhì)量平均溫度降到25℃，采用帶導葉的軸流風機，紊流系數(shù)=0.12。求（1）風口的直徑及速度;（2）風口到工作面的距離。[解]溫差=15-30=-15℃求出代入下式第19頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月所以工作地點質(zhì)量平均風速要求3m/s因為所以風口到工作面距離s可用下式求出第20頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月一、旋轉(zhuǎn)射流概述氣流通過具有旋流作用的噴嘴外射運動。氣流本身一面旋轉(zhuǎn)，一面向周圍介質(zhì)中擴散前進，這就形成了旋轉(zhuǎn)射流。二、旋轉(zhuǎn)射流的流速分布如圖6-10三、旋轉(zhuǎn)射流的壓強分布圖6-13反映了無因次壓強的變化第21頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月四、旋轉(zhuǎn)強度旋轉(zhuǎn)強度的定義式中L0——流體進入旋流器時，相對于旋轉(zhuǎn)軸的動量矩；

K0——旋流器出口斷面上的平均動量；

d——旋流器出口斷面直徑。圖6-14中比較了不同的射流的無因次速度沿射流軸向的變化情況；圖6-15是在不同的值下，無因次流量變化曲線。第23頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月四、無因次流量及無因次流量計算的計算公式為回流流量，定義為圖6-16給出了無因次回流流量沿無因次距離的變化情況。對比不同值的